المحاضرة الثالثة عشر / قانون هيس

✅ خطوات حل مسائل قانون هس:

1️⃣ اقرأ المسألة بعناية

• حدد التفاعل المطلوب (المعادلة الهدف).
• لاحظ المواد المتفاعلة والناتجة وعدد المولات لكل مادة.

2️⃣ حدد المعادلات الكيميائية المعطاة

• راجع المعادلات المعطاة وتأكد من وجود نفس المواد الموجودة في المعادلة الهدف (حتى لو كانت موزونة بشكل مختلف).

3️⃣ عدّل المعادلات إن لزم الأمر

قم بما يلي لتقريب المعادلات المعطاة إلى التفاعل المطلوب:

• ✔️ اضرب المعادلة: إذا كانت المواد في المعادلة المعطاة بنصف المولات أو أكثر من اللازم.
  

  ↪ عند الضرب، اضرب ΔH أيضًا بنفس الرقم.

• 🔁 اعكس المعادلة: إذا كانت المادة المطلوبة في الجهة الخاطئة (متفاعل بدل ناتج أو العكس).
  

  ↪ إذا عكست المعادلة، غيّر إشارة ΔH (الموجب يصير سالب والعكس).

4️⃣ اجمع المعادلات بعد التعديل

• اجمع المعادلات الجديدة.
• احذف المواد التي تظهر في الطرفين (كمتفاعل وناتج).
• تأكد من أن الناتج النهائي يطابق المعادلة الهدف.

5️⃣ اجمع قيم ΔH

• اجمع قيم ΔH بعد التعديلات للحصول على ΔH النهائي للتفاعل المطلوب.

🎯 ملاحظات مهمة:

• لا تُغير المعادلات دون تعديل ΔH بنفس الطريقة.
• إذا ظهرت مادة في طرفي المعادلة بنفس الكمية، احذفها.
• الهدف هو الوصول للمعادلة المطلوبة بالضبط.

📌 مثال سريع:

أوجد ΔH للتفاعل:
C(s) + ½O₂(g) → CO(g)

المعطى:

1. C(s) + O₂(g) → CO₂(g)  ΔH = –393.5 kJ
2. CO(g) + ½O₂(g) → CO₂(g) ΔH = –283.0 kJ

خطوات الحل:

• عكس المعادلة (2):
  CO₂(g) → CO(g) + ½O₂(g)  ΔH = +283.0 kJ
• اجمع مع المعادلة (1):

C(s) + O₂(g) → CO₂(g)    ΔH = –393.5 kJ  
CO₂(g) → CO(g) + ½O₂(g)  ΔH = +283.0 kJ  
----------------------------------------  
C(s) + ½O₂(g) → CO(g)    ΔH = –110.5 kJ

🟩 السؤال الوزاري / تمهيدي 2021 – الدور الأول:

إذا علمت أن حرارة التكوين القياسية لكل من:

• CO = –284 kJ/mol
• H₂ = 0 kJ/mol
• CH₃OH = –727 kJ/mol

احسب ΔH° للتفاعل التالي باستخدام قانون هس:

$$\text{CO} + 2\text{H}_2 \rightarrow \text{CH}_3\text{OH}$$

🟦 الحل باستخدام قانون هس:

نستخدم العلاقة:

$$ΔH^\circ_{reaction} = \sum ΔH_f^\circ (\text{النواتج}) – \sum ΔH_f^\circ (\text{المتفاعلات})$$

نحسب:

$$ΔH^\circ = [ΔH_f^\circ (\text{CH}_3\text{OH})] – [ΔH_f^\circ (\text{CO}) + 2 × ΔH_f^\circ (\text{H}_2)]$$ $$ΔH^\circ = [–727] – [–284 + 2(0)] = –727 – (–284)$$ $$ΔH^\circ = –727 + 284 = \boxed{–443 \text{ kJ/mol}}$$

✅ النتيجة النهائية:

$$\Delta H^\circ = –443 \text{ kJ/mol}$$

وهو تفاعل طارد للحرارة.

أكيد! إليك كتابة السؤال والحل الكامل كما هو موضح في الصورة:

🟩 السؤال الوزاري / 2019 – الدور الأول:

احسب ثابت التكوين القياسي للبروبان (C₃H₈)، إذا علمت أن حرارة احتراقه تساوي:

$$\Delta H^\circ = -2219 \ \text{kJ/mol}$$

وأن:

• حرارة تكوين الماء:

$$\text{H}_2 + \dfrac{1}{2} \text{O}_2 \rightarrow \text{H}_2\text{O} \quad \Delta H^\circ = -286 \ \text{kJ/mol}$$

• حرارة تكوين ثاني أكسيد الكربون:

$$\text{C}_{gra} + \text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2 \quad \Delta H^\circ = -393.5 \ \text{kJ/mol}$$

🟦 التفاعل الكامل لاحتراق البروبان:

$$\text{C}_3\text{H}_8 + 5\text{O}_2 \rightarrow 3\text{CO}_2 + 4\text{H}_2\text{O}$$

🟧 الحل باستخدام قانون هس:

نطبق قانون هس، لكن معكوساً لحساب حرارة التكوين القياسية للبروبان:

$$\Delta H_f^\circ (\text{C}_3\text{H}_8) = \sum \Delta H_f^\circ (\text{النواتج}) – \Delta H^\circ (\text{الاحتراق})$$

• عدد مولات CO₂ = 3
  → $3 \times (-393.5) = -1180.5$
• عدد مولات H₂O = 4
  → $4 \times (-286) = -1144$

$$\Delta H_f^\circ (\text{C}_3\text{H}_8) = [-1180.5 + (-1144)] – (-2219)$$ $$\Delta H_f^\circ = -2324.5 + 2219 = \boxed{-105.5 \ \text{kJ/mol}}$$

✅ النتيجة النهائية:

$$\Delta H_f^\circ (\text{C}_3\text{H}_8) = \boxed{-105.5 \ \text{kJ/mol}}$$

أكيد! إليك كتابة السؤال والحل كاملاً كما هو موضح في الصورة:

🟩 السؤال الوزاري / 2021 – الدور الأول:

إذا علمت أن حرارة التكوين القياسية لكل من:

• CO = –284 kJ/mol
• H₂ = 0 kJ/mol
• CH₃OH = –727 kJ/mol

احسب ΔH° للتفاعل التالي باستخدام قانون هس:

$$\text{CO} + 2\text{H}_2 \rightarrow \text{CH}_3\text{OH}$$

🟦 الحل باستخدام قانون هس:

نستخدم العلاقة:

$$ΔH^\circ_{reaction} = \sum ΔH_f^\circ (\text{النواتج}) – \sum ΔH_f^\circ (\text{المتفاعلات})$$

نحسب:

$$ΔH^\circ = [ΔH_f^\circ (\text{CH}_3\text{OH})] – [ΔH_f^\circ (\text{CO}) + 2 × ΔH_f^\circ (\text{H}_2)]$$ $$ΔH^\circ = [–727] – [–284 + 2(0)] = –727 – (–284)$$ $$ΔH^\circ = –727 + 284 = \boxed{–443 \text{ kJ/mol}}$$

✅ النتيجة النهائية:

$$\Delta H^\circ = –443 \text{ kJ/mol}$$

🔸 والتفاعل طارد للحرارة.